Равновесная влажность - Equilibrium moisture content
В равновесная влажность (ЭМС) из гигроскопичный материал, хотя бы частично окруженный воздухом, является содержание влаги при котором материал не набирает и не теряет влагу. Значение ЭМС зависит от материала и относительная влажность и температура воздуха, с которым он контактирует. Скорость приближения к нему зависит от свойств материала, отношение площади поверхности к объему формы и скорости, с которой влажность уносится или приближается к материалу (например, распространение в стоячем воздухе или конвекция в движущемся воздухе).
Равновесная влажность зерна
Влажность зерна является важным свойством при хранении продуктов. Безопасное для длительного хранения содержание влаги составляет 12% для кукурузы, сорго, риса и пшеницы и 11% для сои.[1]
При постоянной относительной влажности воздуха ЭМС снижается примерно на 0,5% при каждом повышении температуры воздуха на 10 ° C.[2]
В следующей таблице показаны равновесия для ряда зерен (данные из [1]). Эти значения являются приблизительными, поскольку точные значения зависят от конкретной разновидности зерна.[2]
| Кукурузные зерна | Соя | Сорго | Длиннозерный рис | Твердая пшеница | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ° C | 1.7 | 10.0 | 21.1 | 37.8 | 1.7 | 10.0 | 21.1 | 37.8 | 1.7 | 10.0 | 21.1 | 37.8 | 1.7 | 10.0 | 21.1 | 37.8 | 1.7 | 10.0 | 21.1 | 37.8 | |
| RH | ° F | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 | 35 | 50 | 70 | 100 |
| 25 | 9.3 | 8.6 | 7.9 | 7.1 | 5.9 | 5.7 | 5.5 | 5.2 | 11.5 | 10.9 | 10.2 | 9.3 | 9.2 | 8.6 | 8.0 | 7.3 | 8.3 | 8.0 | 7.7 | 7.2 | |
| 30 | 10.3 | 9.5 | 8.7 | 7.8 | 6.5 | 6.3 | 6.1 | 5.7 | 12.1 | 11.5 | 10.8 | 9.9 | 10.1 | 9.5 | 8.8 | 8.0 | 8.9 | 8.7 | 8.3 | 7.7 | |
| 35 | 11.2 | 10.4 | 9.5 | 8.5 | 7.1 | 6.9 | 6.6 | 6.2 | 12.7 | 12.1 | 11.4 | 10.5 | 10.9 | 10.3 | 9.5 | 8.7 | 9.6 | 9.3 | 8.9 | 8.3 | |
| 40 | 12.1 | 11.2 | 10.3 | 9.2 | 7.8 | 7.6 | 7.3 | 6.9 | 13.3 | 12.7 | 12.0 | 11.1 | 11.7 | 11.0 | 10.3 | 9.4 | 10.2 | 9.9 | 9.5 | 8.8 | |
| 45 | 13.0 | 12.0 | 11.0 | 9.9 | 8.6 | 8.3 | 8.0 | 7.5 | 13.8 | 13.3 | 12.6 | 11.7 | 12.5 | 11.8 | 11.0 | 10.0 | 10.9 | 10.5 | 10.1 | 9.4 | |
| 50 | 13.9 | 12.9 | 11.8 | 10.6 | 9.4 | 9.1 | 8.8 | 8.3 | 14.4 | 13.8 | 13.2 | 12.3 | 13.3 | 12.5 | 11.7 | 10.7 | 11.5 | 11.2 | 10.7 | 10.0 | |
| 55 | 14.8 | 13.7 | 12.6 | 11.3 | 10.3 | 10.0 | 9.7 | 9.1 | 15.0 | 14.4 | 13.8 | 12.9 | 14.1 | 13.3 | 12.4 | 11.3 | 12.2 | 11.9 | 11.4 | 10.6 | |
| 60 | 15.7 | 14.5 | 13.4 | 12.0 | 11.5 | 11.1 | 10.7 | 10.1 | 15.6 | 15.1 | 14.4 | 13.6 | 14.9 | 14.0 | 13.1 | 12.0 | 13.0 | 12.6 | 12.1 | 11.3 | |
| 65 | 16.6 | 15.4 | 14.2 | 12.8 | 12.8 | 12.4 | 11.9 | 11.3 | 16.3 | 15.7 | 15.1 | 14.3 | 15.7 | 14.8 | 13.8 | 12.7 | 13.8 | 13.4 | 12.8 | 12.0 | |
| 70 | 17.6 | 16.3 | 15.0 | 13.6 | 14.4 | 14.0 | 13.5 | 12.7 | 17.0 | 16.5 | 15.8 | 15.0 | 16.6 | 15.7 | 14.6 | 13.4 | 14.7 | 14.3 | 13.7 | 12.8 | |
| 75 | 18.7 | 17.3 | 16.0 | 14.5 | 16.4 | 16.0 | 15.4 | 14.5 | 17.8 | 17.3 | 16.7 | 15.9 | 17.6 | 16.5 | 15.5 | 14.2 | 15.8 | 15.4 | 14.7 | 13.8 | |
| 80 | 19.8 | 18.5 | 17.0 | 15.4 | 19.1 | 18.6 | 17.9 | 17.0 | 18.8 | 18.2 | 17.6 | 16.9 | 18.6 | 17.5 | 16.4 | 15.1 | 17.1 | 16.6 | 16.0 | 15.0 | |
| 85 | 21.2 | 19.8 | 18.2 | 16.5 | 22.9 | 22.3 | 21.6 | 20.5 | 19.9 | 19.4 | 18.8 | 18.0 | 19.8 | 18.7 | 17.5 | 16.1 | 18.8 | 18.3 | 17.6 | 16.5 | |
| 90 | 22.9 | 21.4 | 19.8 | 17.9 | 28.9 | 28.2 | 27.3 | 26.1 | 21.4 | 20.9 | 20.3 | 19.6 | 21.3 | 20.1 | 18.9 | 17.4 | 21.3 | 20.7 | 20.0 | 18.8 | |
Равновесная влажность древесины
В влажность содержание древесины ниже точка насыщения волокна является функцией обоих относительная влажность и температура окружающего воздуха. Влажность (M) древесины определяется как:
где м масса древесины (с влажностью) и масса древесины, высохшая в печи (т.е. без влаги).[3] Если древесину помещают в среду с определенной температурой и относительной влажностью, ее влажность обычно начинает изменяться со временем, пока она, наконец, не придет в равновесие с окружающей средой, и содержание влаги больше не изменится во времени. Это содержание влаги является ЭМС древесины для данной температуры и относительной влажности.
В Уравнение Хейлвуда-Хорробина для двух гидратов часто используется для аппроксимации отношения между EMC, температура (Т) и относительной влажности (час):[4][5][6]
![{ displaystyle M _ { mathrm {eq}} = { frac {1800} {W}} left [{ frac {kh} {1-kh}} , + , { frac {k_ {1} kh + 2k_ {1} k_ {2} k ^ {2} h ^ {2}} {1 + k_ {1} kh + k_ {1} k_ {2} k ^ {2} h ^ {2}}} правильно]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/605c9c6773b6ac83a1c16321dae2b90876daea60)
где Mэкв - равновесная влажность (в процентах), Т - температура (градусы Фаренгейта), h - относительная влажность (дробная) и:
Это уравнение не учитывает небольшие вариации в зависимости от породы дерева, состояния механического напряжения и / или гистерезис. Это эмпирическое соответствие табличным данным, приведенным в той же ссылке, и полностью согласуется с табличными данными. Например, при T = 140 ° F, h = 0,55, EMC = 8,4% из приведенного выше уравнения, а EMC = 8,0% из табличных данных.
Равновесная влажность песков, грунтов и строительных материалов
Такие материалы, как камни, песок и керамика, считаются «сухими» и имеют гораздо более низкое равновесное содержание влаги, чем такие органические материалы, как дерево и кожа. [7] обычно доля процента по массе, когда в равновесии с воздухом Относительная влажность От 10% до 90%. Это влияет на скорость, с которой здания должны высыхать после строительства, для обычных цементов с содержанием воды 40-60%. Это также важно для строительных материалов, таких как штукатурка, армированная органическими материалами, поскольку незначительные изменения содержания различных видов соломы и древесных стружек оказывают значительное влияние на общее содержание влаги.[8]
использованная литература
- ^ а б Sadakam, Samy Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Tables and Psychrometric Charts. Univ. Арканзас, FSA1074
- ^ а б ФАО. 2011. Сельские постройки в тропиках. Дизайн и развитие. Глава 16: Сушка, обработка и хранение зерновых культур. Рим. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf
- ^ Что такое равновесное содержание влаги? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
- ^ Hailwood, A.J .; С. Горробин (1946). «Поглощение воды полимерами: анализ на основе простой модели». Пер. Фарадей Соц. 42B: 84–102.
- ^ Расмуссен, Э. Ф. (1988). Лаборатория лесных продуктов, Министерство сельского хозяйства США. (ред.). Руководство по эксплуатации сухой печи. Совет по исследованию древесины твердых пород.
- ^ Элеотерио, Джексон Роберто; Кловис Роберто Хаселейн; Нестор Педро Джакомини. «Программа для оценки равновесного содержания влаги в древесине» (PDF). Ciência Florestal. 8 (1): 13–22. ISSN 0103-9954. Получено 2008-11-14.
- ^ Лейво, Вирпи и Рантала, Юкка. (2003). Поведение влаги в перекрытиях на грунте
- ^ Экспериментальное исследование равновесной влажности грунтовых штукатурок с натуральными армирующими волокнами для зданий из соломенных тюков Таха Ашур, Хайко Георг, Вей Ву
Список используемой литературы
- Ходли, Р. Брюс (2000). Понимание древесины: руководство по технологии обработки древесины (2-е изд.). Taunton Press. ISBN 1-56158-358-8.
- Роберт Дж. Росс, изд. (2010). Справочник по дереву: древесина как технический материал (PDF). Лаборатория лесных товаров США. С. 4-3–4-4. Общий технический отчет FPL – GTR – 190.
внешние ссылки
- "Кто, почему, когда и как уравновешивать влажность". Image Permanence Institute. Рочестерский технологический институт. Получено 7 октября 2013.